Georg Nagel

Georg Nagel
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Georg Nagel (né le à Weingarten, Allemagne) est biophysicien et professeur au département de neurophysiologie de l'Université de Wurtzbourg en Allemagne. Ses recherches portent sur les photorécepteurs microbiens et le développement d'outils optogénétiques.

Carrière scientifique

Georg Nagel étudie la biologie et la biophysique à l'Université de Constance, en Allemagne. Il obtient son doctorat à l'Université de Francfort en 1988, travaillant à l'Institut Max-Planck de biophysique de Francfort. En tant que postdoctorant, il travaille à l'Université Yale et à l'Université Rockefeller, aux États-Unis. De 1992 à 2004, il dirige un groupe de recherche indépendant au sein du département de chimie biophysique de l'Institut Max-Planck de biophysique de Francfort. Depuis 2004, il est professeur à l'Université de Wurtzbourg, en Allemagne, d'abord au Département de physiologie végétale moléculaire et de biophysique, depuis 2019 au Département de neurophysiologie.

Recherches

Georg Nagel, avec Peter Hegemann, est crédité de la découverte des channelrhodopsines, qui ont ouvert le nouveau domaine de l'Optogénétique[1]. Début 1995, Georg Nagel et Ernst Bamberg démontrent qu'une rhodopsine microbienne (bactériorhodopsine), lorsqu'elle est exprimée dans des cellules animales (ovocytes de Xénope), est pleinement fonctionnelle et rend les cellules sensibles à la lumière[2]. En 2003, Nagel montre la fonctionnalité de la channelrhodopsine-2 (ChR2) dans une lignée cellulaire de mammifère, où l'éclairage avec une lumière bleue provoque une forte dépolarisation du potentiel membranaire[3]. Suite à cette publication de preuve de principe, ChR2 est exprimé dans les neurones hippocampiques en collaboration avec Karl Deisseroth, où des impulsions lumineuses provoquent des potentiels d'action avec une grande précision temporelle[4]. La première application de l'optogénétique chez un animal intact, le ver rond Caenorhabditis elegans, publiée en 2005 par Georg Nagel et Alexander Gottschalk, est basée sur un mutant ChR2 (H134R) que Nagel a créé pour améliorer les photocourants[5]. La première inhibition optogénétique réussie des pics neuronaux (2007) est basée sur les expériences antérieures de Nagel avec l'halorhodopsine de Natronomonas pharaonis[6]. En 2007, dans le cadre d'une autre collaboration avec Peter Hegemann, Georg Nagel commence la manipulation optogénétique de l'AMPc[7]. En 2015, Georg Nagel et Shiqiang Gao, en collaboration avec le groupe d'Alexander Gottschalk, caractérisent la première enzyme 8 TM, la rhodopsine, Cyclop, qui augmente la concentration de cGMP lorsqu'elle est activée par la lumière[8]. Grâce au développement d'outils génétiquement codés, le groupe de Georg Nagel repousse les limites du contrôle optique des canaux ioniques et des pompes aux systèmes de seconds messagers, et les applique à de nombreux types d'organismes différents, dont les plantes[9].

Prix

  • Prix Wiley 2010 en sciences biomédicales, avec Peter Hegemann et Ernst Bamberg
  • 2010 Prix Karl Heinz Beckurts, avec Peter Hegemann et Ernst Bamberg
  • Prix Zülch 2012
  • Prix Louis-Jeantet pour la Médecine 2013 avec Peter Hegemann
  • Prix Brain 2013 décerné par la Fondation européenne de recherche sur le cerveau Grete Lundbeck
  • Sélectionné comme membre de l'Organisation européenne de biologie moléculaire (EMBO) en 2015
  • Prix Rumford 2019 pour « contributions extraordinaires liées à l'invention et au perfectionnement de l'optogénétique », avec Ernst Bamberg, Edward Boyden, Karl Deisseroth, Peter Hegemann et Gero Miesenböck[10]
  • Prix Shaw 2020 en sciences de la vie[11]

Références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Georg Nagel » (voir la liste des auteurs).
  1. ↑ Nagel, « Channelrhodopsin-1: A Light-Gated Proton Channel in Green Algae », Science, vol. 296, no 5577,‎ , p. 2395–2398 (PMID 12089443, DOI 10.1126/science.1072068, S2CID 206506942)
  2. ↑ (en) Nagel, Möckel, Büldt et Bamberg, « Functional expression of bacteriorhodopsin in oocytes allows direct measurement of voltage dependence of light induced H + pumping », FEBS Letters, vol. 377, no 2,‎ , p. 263–266 (PMID 8543064, DOI 10.1016/0014-5793(95)01356-3, S2CID 24347348)
  3. ↑ (en) Nagel, Szellas, Huhn et Kateriya, « Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 100, no 24,‎ , p. 13940–13945 (ISSN 0027-8424, PMID 14615590, PMCID 283525, DOI 10.1073/pnas.1936192100)
  4. ↑ (en) Boyden, Zhang, Bamberg et Nagel, « Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity », Nature Neuroscience, vol. 8, no 9,‎ , p. 1263–1268 (ISSN 1097-6256, PMID 16116447, DOI 10.1038/nn1525, S2CID 6809511, lire en ligne)
  5. ↑ (en) Nagel, Brauner, Liewald et Adeishvili, « Light Activation of Channelrhodopsin-2 in Excitable Cells of Caenorhabditis elegans Triggers Rapid Behavioral Responses », Current Biology, vol. 15, no 24,‎ , p. 2279–2284 (PMID 16360690, DOI 10.1016/j.cub.2005.11.032, S2CID 7036529)
  6. ↑ (en) Zhang, Wang, Brauner et Liewald, « Multimodal fast optical interrogation of neural circuitry », Nature, vol. 446, no 7136,‎ , p. 633–639 (ISSN 1476-4687, PMID 17410168, DOI 10.1038/nature05744, S2CID 4415339, lire en ligne)
  7. ↑ (en) Schröder-Lang, Schwärzel, Seifert et Strünker, « Fast manipulation of cellular cAMP level by light in vivo », Nature Methods, vol. 4, no 1,‎ , p. 39–42 (ISSN 1548-7091, PMID 17128267, DOI 10.1038/nmeth975, S2CID 10616442, lire en ligne)
  8. ↑ (en) Gao, Nagpal, Schneider et Kozjak-Pavlovic, « Optogenetic manipulation of cGMP in cells and animals by the tightly light-regulated guanylyl-cyclase opsin CyclOp », Nature Communications, vol. 6, no 1,‎ , p. 8046 (ISSN 2041-1723, PMID 26345128, PMCID 4569695, DOI 10.1038/ncomms9046)
  9. ↑ (en) Zhou, Ding, Gao et Yu-Strzelczyk, « Optogenetic control of plant growth by a microbial rhodopsin », Nature Plants, vol. 7, no 2,‎ , p. 144–151 (ISSN 2055-0278, PMID 33594268, DOI 10.1038/s41477-021-00853-w, S2CID 231945847, lire en ligne)
  10. ↑ (en) « Rumford Prize Awarded for the Invention and Refinement of Optogenetics », American Academy of Arts & Sciences (consulté le )
  11. ↑ (en-US) « The prize in life science & medicine 2020 », sur The Shaw Prize (consulté le )

Liens externes

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